RU2650578C2

RU2650578C2 - Ophthalmic devices incorporating photonic elements

Info

Publication number: RU2650578C2
Application number: RU2014110017A
Authority: RU
Inventors: Рэндалл Б. ПЬЮ; Фредерик А. ФЛИТШ
Original assignee: Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк.
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2018-04-16
Also published as: EP2778765A2; US20190285914A1; EP2778765A3; HK1201939A1; US20140268014A1; US9465236B2; KR20140113445A; EP2778765B1; TW201447374A; JP2014182395A; JP2018156083A; JP6692848B2; TWI629505B; SG10201400608UA; IL231370A0; US20170003522A1; RU2014110017A; JP6403962B2; AU2014201534A1; CA2846698A1

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: ophthalmic device located on the eye or in the eye, for projecting light into the eye, comprising: the first photon emitter for receiving light and transmitting at least some of the received light; a light providing source; electronic component, which provides the application of electrical potential to the light source; and a battery, that provides energy to an electronic component, the size and shape of the battery allowing it to occupy the position between the surface of an eye and the user's eye-lid during use. Another version of an ophthalmic device located on the eye or in the eye, for projecting light into the eye, comprising: within the ophthalmic device, a projection system comprising: a photon emitter for receiving and transmitting at least a portion of the received light, a light providing source, an light modulating element and a lens element; the first element of the power, placed inside the ophthalmic device; an electronic circuitry, that internally controls the ophthalmic device with a communication protocol for wireless communication with a signal source located outside the ophthalmic device; an electronic circuit, that processes data in a format for transmission to a projection system, wherein the projection system encodes the data as a phase characteristic of the emitted light. Photon emitter can contain a resistance heater.

EFFECT: application of this group of inventions will allow expanding the arsenal of technical means, namely ophthalmic devices, located on the eye or in the eye, for projecting light into the eye.

21 cl, 9 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

В настоящем изобретении описаны офтальмологические устройства, которые имеют фотонные излучатели, расположенные поверх или внутри них. The present invention describes ophthalmic devices that have photonic emitters located above or inside them.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, представляет собой биосовместимое устройство, обладающее корректирующими, косметическими или терапевтическими качествами. Например, контактная линза может выполнять одну или более из функции коррекции зрения, косметической коррекции и терапевтической функции. Каждая функция обеспечивается физической характеристикой линзы. Конфигурация линзы с учетом светопреломляющего свойства позволяет проводить коррекцию зрения. Введение в материал линзы пигмента позволяет получить косметический эффект. Введение в материал линзы активного агента позволяет использовать линзу в терапевтических целях. Таких физических характеристик можно добиться без подключения линзы к источнику питания. Пробка для слезной точки традиционно представляет собой пассивное устройство.Traditionally, an ophthalmic device, such as a contact lens, an intraocular lens, or a lacrimal plug, is a biocompatible device that has corrective, cosmetic, or therapeutic qualities. For example, a contact lens may perform one or more of the functions of vision correction, cosmetic correction, and therapeutic function. Each function is provided by the physical characteristics of the lens. The configuration of the lens, taking into account the light-reflecting properties, allows for vision correction. The introduction of a pigment into the lens material allows a cosmetic effect to be obtained. The introduction of an active agent into the lens material allows the lens to be used for therapeutic purposes. Such physical characteristics can be achieved without connecting the lens to a power source. The plug for the lacrimal opening is traditionally a passive device.

Недавно были описаны новые офтальмологические устройства на основе офтальмологических вставок с энергообеспечением и без энергообеспечения. Данные устройства могут использовать функцию энергообеспечения для питания активных оптических компонентов. Recently, new ophthalmic devices based on ophthalmic inserts with and without energy supply have been described. These devices can use the power supply function to power active optical components.

Недавно было показано, что наноразмерные фотонные элементы могут подходить для проецирования фотонов из массивов указанных элементов. Можно получать изображения фотонной проекции как в перспективе ближнего поля, так и в перспективе дальнего поля. It has recently been shown that nanoscale photonic elements may be suitable for projecting photons from arrays of these elements. Photon projection images can be obtained both in the near-field perspective and in the far-field perspective.

Может оказаться полезным создать офтальмологические устройства путем встраивания наноразмерных фотонных элементов или массивов таких элементов в указанные офтальмологические устройства. It may be useful to create ophthalmic devices by incorporating nanoscale photonic elements or arrays of such elements into said ophthalmic devices.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Таким образом, настоящее изобретение включает в себя герметизированную вставку-субстрат с фотонными излучателями, которую можно встроить в офтальмологическое устройство с энергообеспечением, а в некоторых вариантах осуществления, более конкретно, в контактную линзу. Фотонные излучатели могут создавать световые рисунки или динамические изображения из световых рисунков, которые можно использовать для передачи данных или информации в форме световых рисунков через офтальмологическое устройство на сетчатку пользователя. В некоторых вариантах осуществления представлено офтальмологическое устройство с энергообеспечением и проекционной системой, содержащей массив фотонных излучателей, в которой изображение фильтруется соответствующим массивом элементов световой модуляции и проецируется через электрооптическую линзовую систему. Thus, the present invention includes a sealed insert insert with photonic emitters, which can be integrated into an ophthalmic device with energy supply, and in some embodiments, implementation, more specifically, in a contact lens. Photonic emitters can create light patterns or dynamic images from light patterns that can be used to transmit data or information in the form of light patterns through an ophthalmic device to the user's retina. In some embodiments, an ophthalmic device with power supply and a projection system comprising an array of photonic emitters is provided, in which the image is filtered by an appropriate array of light modulation elements and projected through an electro-optical lens system.

Следовательно, настоящее изобретение включает в себя описание офтальмологических устройств, которые содержат фотонные излучатели. Офтальмологические устройства могут дополнительно включать в себя источники света для подачи света на фотонные излучатели. Новые офтальмологические устройства могут дополнительно включать в себя электронные компоненты, которые управляют энергией и передают ее в форме электрического потенциала источнику света. Электронные компоненты могут получать энергию от элементов питания. В некоторых вариантах осуществления все данные компоненты можно встроить в офтальмологическое устройство, размер и форма которого согласуется с размещением офтальмологического устройства в положении между поверхностью глаза пользователя и соответствующим веком данного глаза. Therefore, the present invention includes a description of ophthalmic devices that contain photonic emitters. Ophthalmic devices may further include light sources for supplying light to photonic emitters. New ophthalmic devices may additionally include electronic components that control the energy and transmit it in the form of an electric potential to the light source. Electronic components can receive energy from batteries. In some embodiments, all of these components can be embedded in an ophthalmic device, the size and shape of which is consistent with the placement of the ophthalmic device in position between the surface of the user's eye and the corresponding eyelid of the eye.

В некоторых вариантах осуществления фотонные излучатели такого устройства могут быть образованы из полупроводникового материала, который может включать в себя или быть изготовлен из кремния. Конфигурации фотонных излучателей могут иметь множество аспектов, подходящих для их функционирования. Например, включение в их структуру резистивных нагревательных элементов может позволить получить элементы фотонных излучателей, изменяющих фазовые характеристики проходящего через них света. Также важными могут быть и другие элементы конструкции, такие как длина и расстояние между частями фотонного излучателя по отношению к оптическим световодам, которые подают фотоны в систему.In some embodiments, the implementation of the photonic emitters of such a device may be formed of a semiconductor material, which may include or be made of silicon. The configurations of photonic emitters can have many aspects suitable for their functioning. For example, the inclusion of resistive heating elements in their structure can make it possible to obtain elements of photonic emitters that change the phase characteristics of the light passing through them. Other structural elements may also be important, such as the length and distance between the parts of the photon emitter in relation to the optical fibers that supply photons to the system.

Источники излучения, которые подают свет в фотонные излучатели и в системы, образованные из комбинаций таких фотонных излучателей, могут быть различных типов. Некоторые варианты осуществления могут содержать в качестве источников света светодиоды. Другие варианты осуществления могут содержать элементы твердотельного лазера в качестве по меньшей мере части источника света. В некоторых вариантах осуществления источник счета может представлять собой комбинацию множества источников света. Комбинация может включать в себя светодиодные и лазерные источники или отдельные источники каждого типа, причем отдельные источники могут иметь различные характеристики по длинам волн. Например, твердотельный светоизлучающий элемент либо светодиодного типа, либо лазерного типа может иметь по меньшей мере один из следующих вариантов цветов: например, красный, оранжевый, желтый, зеленый или синий. В некоторых вариантах осуществления источник света может быть образован внутри или на поверхности той же подложки, что и фотонный излучатель в технологическом процессе, который может в одном технологическом процессе образовать источники света, электронные компоненты и оптические компоненты. В других вариантах осуществления можно закрепить отдельные компоненты источника света на системе, содержащей фотонные излучатели. The radiation sources that supply light to photon emitters and to systems formed from combinations of such photon emitters can be of various types. Some embodiments may include LEDs as light sources. Other embodiments may include solid state laser elements as at least part of the light source. In some embodiments, the counting source may be a combination of multiple light sources. The combination may include LED and laser sources or separate sources of each type, and individual sources may have different wavelength characteristics. For example, a solid-state light emitting element of either an LED type or a laser type may have at least one of the following color options: for example, red, orange, yellow, green, or blue. In some embodiments, a light source can be formed inside or on the surface of the same substrate as a photon emitter in a process that can form light sources, electronic components, and optical components in a single process. In other embodiments, implementation, you can fix the individual components of the light source on a system containing photonic emitters.

Офтальмологическое устройство может включать в себя элементы и системы элементов, которые воздействуют на интенсивность света, излучаемого фотонным излучателем, перед тем как он покинет офтальмологическое устройство. В некоторых вариантах осуществления каждый фотонный излучатель может представлять собой элемент пикселя, и каждый элемент пикселя также может иметь элемент световой модуляции. Комбинация данных элементов световой модуляции может рассматриваться как система световой модуляции. Когда каждый из элементов световой модуляции объединяется с фотонным излучателем или повторяющейся комбинацией фотонных излучателей, такую систему можно рассматривать как растровую систему световой модуляции. An ophthalmic device may include elements and systems of elements that affect the intensity of the light emitted by the photon emitter before it leaves the ophthalmic device. In some embodiments, each photon emitter may be a pixel element, and each pixel element may also have a light modulation element. The combination of these light modulation elements can be considered as a light modulation system. When each of the elements of light modulation is combined with a photon emitter or a repeating combination of photon emitters, such a system can be considered as a raster system of light modulation.

Элементы световой модуляции могут функционировать путем введения фильтрующего света материала на путь света, генерируемого фотонными излучателями. В некоторых вариантах осуществления данную функцию можно осуществлять с использованием явления электросмачивания на диэлектрике (EWOD), когда внутри устройства можно создать участок поверхности с некоторой исходной свободной энергией поверхности. Устройство EWOD может также иметь комбинацию несмешивающихся жидкостей или текучих сред, которые по-разному взаимодействуют с участком поверхности с заданной исходной свободной энергией поверхности. Контролируемое приложение электрического потенциала к участку поверхности может подходить для изменения его свободной энергии поверхности или его эффективной свободной энергии поверхности и, таким образом, способствовать разному взаимодействию с комбинацией несмешивающихся текучих сред. Если по меньшей мере одна из текучих сред поглощает или рассеивает свет, исходящий от фотонного излучателя, а вторая этого не делает, меняя текучую среду, которая находится или не находится на пути света, можно контролировать или модулировать интенсивность света. Это может называться световой модуляцией.Light modulation elements can function by introducing filtering light from the material onto the path of light generated by photon emitters. In some embodiments, the implementation of this function can be performed using the phenomenon of electro-wetting on dielectric (EWOD), when inside the device you can create a surface area with some initial free surface energy. An EWOD device may also have a combination of immiscible liquids or fluids that interact differently with a surface area with a given initial surface free energy. The controlled application of an electric potential to a surface area may be suitable for changing its free surface energy or its effective free surface energy and thus contribute to different interactions with a combination of immiscible fluids. If at least one of the fluids absorbs or scatters the light emanating from the photon emitter, and the second does not, changing the fluid that is or is not in the path of light, you can control or modulate the light intensity. This may be called light modulation.

Офтальмологическое устройство может быть образовано путем объединения в единое целое проекционной системы с элементами питания, схемой управления, схемой связи и схемой обработки данных. Проекционная система может состоять из подсистемы, содержащей по меньшей мере элемент фотонного излучателя, источник света, элемент световой модуляции и элемент линзы. Проекционные системы также могут состоять из подсистем, содержащих комбинации элементов фотонного излучателя и соответствующие им растровые элементы световой модуляции.An ophthalmic device can be formed by combining a projection system with batteries, a control circuit, a communication circuit, and a data processing circuit into a single unit. The projection system may consist of a subsystem comprising at least a photon emitter element, a light source, a light modulation element, and a lens element. Projection systems can also consist of subsystems containing combinations of photon emitter elements and their corresponding raster elements of light modulation.

Офтальмологическое устройство, содержащее проекционную систему, может отображать данные или информацию в различных формах. Дисплей может проецировать текстовую информацию. Аналогичным образом дисплей может проецировать изображения. Изображения могут быть в форме цифровых изображений, состоящих из множества проецируемых пикселей данных изображения. Изображения можно отображать как монохромные, или в альтернативном варианте осуществления они могут содержать различные степени цвета. Путем изменения выводимого изображения во времени проекционная система может отображать данные в форме видео в различных форматах.An ophthalmic device containing a projection system can display data or information in various forms. The display can project text information. Similarly, a display can project images. Images may be in the form of digital images consisting of a plurality of projected pixels of image data. Images can be displayed as monochrome, or in an alternative embodiment, they can contain varying degrees of color. By changing the output image over time, the projection system can display data in the form of video in various formats.

Пример офтальмологического устройства отображения информации, содержащего систему фотонных излучателей, может включать в себя линзы как часть офтальмологического устройства. Данные линзы могут воздействовать на изображение, образованное системой фотонных излучателей, и фокусировать данное изображение различными способами на сетчатку пользователя. Линзовая система может фокусировать создаваемое массивом фотонных излучателей изображение дальнего поля или создаваемое массивом фотонных излучателей изображение ближнего поля. В некоторых вариантах осуществления линзовая система может содержать множество линзовых подсистем. В некоторых вариантах осуществления линзовые подсистемы могут иметь элементы, имеющие фиксированную фокальную характеристику или фиксированное фокусное расстояние. В других вариантах осуществления линзовая подсистема может включать в себя по меньшей мере первую линзу с изменяемым фокусным расстоянием. Пример такой линзы с изменяемым фокусным расстоянием может включать в себя менисковую линзу, которая также может функционировать на основе эффекта EWOD. Можно также образовать комплексные линзы с изменяемым фокусным расстоянием, используя множество участков электродов, что может подходить для изменения характеристики фокусной точки линзы как в плане фокусного расстояния, так и в плане трансляционной перспективы, которые могут эффективно меняться при проецировании изображения. В некоторых случаях изображение может проецироваться системой через глаз пользователя и на сетчатку пользователя. При проецировании на сетчатку пользователя размер изображения, образованного за счет активированных фотонных элементов, может составлять менее одного квадратного сантиметра. В других вариантах осуществления размер может составлять приблизительно один квадратный миллиметр или менее.An example of an ophthalmic information display device containing a system of photonic emitters may include lenses as part of an ophthalmic device. These lenses can affect the image formed by the photon emitter system and focus the image in various ways on the user's retina. The lens system can focus the far field image created by the array of photon emitters or the near field image created by the array of photon emitters. In some embodiments, the lens system may comprise a plurality of lens subsystems. In some embodiments, the lens subsystems may have elements having a fixed focal characteristic or a fixed focal length. In other embodiments, the implementation of the lens subsystem may include at least a first lens with a variable focal length. An example of such a zoom lens may include a meniscus lens, which can also function based on the EWOD effect. It is also possible to form complex lenses with a variable focal length using a plurality of electrode portions, which may be suitable for changing the characteristics of the focal point of the lens both in terms of focal length and in terms of translation perspective, which can effectively change when projecting an image. In some cases, an image may be projected by the system through the user's eye and onto the user's retina. When projecting onto the user's retina, the size of the image formed by the activated photonic elements can be less than one square centimeter. In other embodiments, the implementation may be approximately one square millimeter or less.

ОПИСАНИЕ ФИГУРDESCRIPTION OF FIGURES

На Фиг.1 представлен пример осуществления вставки-субстрата для офтальмологического устройства с энергообеспечением и пример осуществления офтальмологического устройства с энергообеспечением.Figure 1 shows an example implementation of the insert substrate for an ophthalmic device with energy supply and an example of an ophthalmic device with energy supply.

На Фиг.2 представлен пример контактной линзы с различными элементами, включая встроенную кольцевую многоэлементную вставку, которая может подходить для реализации аспектов уровня техники, описанного в настоящем документе.Figure 2 shows an example of a contact lens with various elements, including an integrated ring multi-element insert, which may be suitable for implementing aspects of the prior art described herein.

На Фиг.3 представлен пример альтернативного варианта осуществления по отношению к варианту осуществления, показанному на Фиг.2, в котором вставка содержит материал в оптической зоне.Figure 3 presents an example of an alternative embodiment with respect to the embodiment shown in Figure 2, in which the insert contains material in the optical zone.

На Фиг.4 представлен пример структур фотонных излучателей, согласующихся со структурами, описанными в других работах, отражающих современный уровень техники в данной области, которые можно использовать для реализации аспектов уровня техники, описанного в настоящем документе.Figure 4 presents an example of structures of photonic emitters that are consistent with the structures described in other works that reflect the current level of technology in this field, which can be used to implement aspects of the prior art described herein.

На Фиг.5 представлена структура массива фотонных излучателей с источником света и средством связи источника света с массивом. Figure 5 presents the structure of the array of photonic emitters with a light source and means of communication of the light source with the array.

На Фиг.6 представлен пример устройства, содержащего массив фотонных излучателей в части оптической зоны примера офтальмологического устройства.Figure 6 presents an example of a device containing an array of photonic emitters in part of the optical zone of an example of an ophthalmic device.

На Фиг.7 представлен пример структуры элемента световой модуляции, которую можно применять для реализации аспектов уровня техники, описанного в настоящем документе.Figure 7 presents an example of the structure of a light modulation element that can be used to implement aspects of the prior art described herein.

На Фиг.8 представлен альтернативный пример структуры элемента световой модуляции, которую можно применять для реализации аспектов уровня техники, описанного в настоящем документе.FIG. 8 presents an alternative example of the structure of a light modulation element that can be used to implement aspects of the prior art described herein.

На Фиг.9 представлен пример офтальмологического устройства с энергообеспечением для проекционной системы, содержащий массивы фотонных элементов, массивы элементов для модуляции световой фазы или интенсивности света и линзовые системы, которые можно применять для реализации аспектов уровня техники, описанного в настоящем документе.Figure 9 presents an example of an ophthalmic device with energy supply for a projection system, containing arrays of photonic elements, arrays of elements for modulating the light phase or light intensity and lens systems that can be used to implement aspects of the prior art described herein.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к офтальмологическому устройству, имеющему фотонные излучатели, которое может проецировать световые рисунки в среде глаза. В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления. Предполагается, что специалисту в данной области будут понятны возможности создания вариантов, модификаций и изменений. Поэтому следует учитывать, что область, охватываемая настоящим изобретением, не ограничивается указанными примерами осуществления.The present invention relates to an ophthalmic device having photonic emitters, which can project light patterns in the environment of the eye. The following sections will describe in detail the embodiments of the present invention. Descriptions of both preferred and alternative embodiments are only exemplary embodiments. It is assumed that the person skilled in the art will understand the possibilities of creating options, modifications and changes. Therefore, it should be noted that the area covered by the present invention is not limited to these embodiments.

ОпределенияDefinitions

В приведенном описании и пунктах формулы, относящихся к настоящему изобретению, используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения:In the above description and claims relating to the present invention, a number of terms are used for which the following definitions will be adopted:

Электросмачивание на диэлектрике, или EWOD, - при использовании в настоящем документе относится к классу устройств или классу частей устройств, где присутствует комбинация несмешивающихся текучих сред или жидкостей, участок поверхности с заданной свободной энергией поверхности и электрическое поле, создаваемое приложением потенциала. Как правило, электрическое поле, создаваемое приложением потенциала, приводит к изменению свободной энергии поверхности участка поверхности, что может привести к изменению взаимодействия несмешивающихся текучих сред с участком поверхности.Dielectric wetting, or EWOD, as used herein refers to a class of devices or a class of parts of devices where there is a combination of immiscible fluids or liquids, a surface area with a given free surface energy, and an electric field created by the application of potential. As a rule, the electric field created by the application of the potential leads to a change in the free energy of the surface of the surface area, which can lead to a change in the interaction of immiscible fluids with the surface area.

С энергообеспечением - в настоящем документе относится к состоянию возможности подачи электрического тока или хранения электрической энергии внутри устройства.With power supply - in this document refers to the state of the possibility of supplying electric current or storing electrical energy inside the device.

Энергия - в настоящем документе обозначает способность физической системы к выполнению работы. Многие способы применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к указанной способности осуществления электрического воздействия при выполнении работы.Energy - in this document refers to the ability of a physical system to do work. Many applications within the scope of the present invention may relate to the indicated ability to exert electrical effects when performing work.

Источник энергии - в настоящем документе обозначает устройство или слой, способный подавать энергию или переводить логическое или электрическое устройство в состояние энергообеспечения.Energy source - as used herein, refers to a device or layer capable of supplying energy or placing a logical or electrical device in a power supply state.

Устройство сбора энергии - в настоящем документе обозначает устройство, способное извлекать энергию из среды и превращать ее в электрическую энергию.Energy harvesting device - as used herein, refers to a device capable of extracting energy from a medium and converting it into electrical energy.

Функционализированный - при использовании в настоящем документе термин обозначает создание слоя или устройства, способного выполнять некоторую функцию, включая, например, питание энергией, активацию или управление.Functionalized - as used herein, the term refers to the creation of a layer or device capable of performing a certain function, including, for example, power supply, activation, or control.

Утечка - в настоящем документе обозначает нежелательную потерю энергии.Leakage - This document refers to unwanted energy loss.

Линза или офтальмологическое устройство - при использовании в настоящем документе термин относится к любому устройству, расположенному в глазу или на нем. Эти устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, выполнять косметическую функцию или могут выполнять функцию, не связанную с глазом. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другому аналогичному устройству, которое применяют для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без снижения зрения. Альтернативно линза может обеспечивать неоптические функции, такие как, например, мониторинг уровня глюкозы или введение лекарственного средства. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы настоящего изобретения представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают в себя, например, силикон-гидрогели и фтор-гидрогели. Lens or ophthalmic device - as used herein, the term refers to any device located in or on the eye. These devices may provide optical correction, perform a cosmetic function, or may perform a function not related to the eye. For example, the term “lens” may refer to a contact lens, intraocular lens, patch lens, ocular insertion, optical insertion, or other similar device that is used to correct or modify vision or cosmetic correction of the physiology of the eye (for example, changing the color of the iris) without decreased vision. Alternatively, the lens may provide non-optical functions, such as, for example, monitoring glucose levels or administering a drug. In some embodiments, preferred lenses of the present invention are soft contact lenses made of silicone elastomers or hydrogels, which include, for example, silicone hydrogels and fluorine hydrogels.

Линзообразующая смесь, или реакционная смесь, или реакционная смесь мономера (РСМ) - в настоящем документе обозначает мономерный или форполимерный материал, который можно отверждать и поперечно сшить или поперечно сшить для образования офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать в себя линзообразующие смеси с одной или более добавками, такими как, например, УФ-блокаторы, тонирующие вещества, фотоинициаторы или катализаторы, а также прочие необходимые добавки для офтальмологической линзы, такой как контактные или интраокулярные линзы. Lens-forming mixture, or reaction mixture, or monomer reaction mixture (PCM) as used herein refers to a monomer or prepolymer material that can be cured and cross-linked or cross-linked to form an ophthalmic lens. Various embodiments may include lens-forming mixtures with one or more additives, such as, for example, UV blockers, tinting agents, photoinitiators or catalysts, as well as other necessary additives for an ophthalmic lens, such as contact or intraocular lenses.

Линзообразующая поверхность - при использовании в настоящем документе термин относится к поверхности, используемой для литья линзы. В некоторых вариантах осуществления любая такая поверхность может иметь поверхность с обработкой оптического качества, что означает, что данная поверхность достаточно гладкая и изготовлена так, что поверхность линзы, изготовленной путем полимеризации линзообразующего материала, находящегося в контакте с поверхностью формы для литья, имеет оптическое качество. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность может иметь такую геометрию, которая необходима для придания поверхности линзы необходимых оптических характеристик, включая, без ограничений, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и т.п., а также любых их комбинаций.Lens-forming surface - as used herein, the term refers to the surface used to cast the lens. In some embodiments, any such surface may have a surface with optical quality processing, which means that the surface is sufficiently smooth and made so that the surface of the lens made by polymerizing the lens-forming material in contact with the surface of the mold is of optical quality. In addition, in some embodiments, the lens-forming surface may have such geometry as is necessary to impart the necessary optical characteristics to the lens surface, including, without limitation, correction of spherical, aspherical and cylindrical power wavefront aberrations, correction of corneal topography, etc., and also any combinations thereof.

Элемент световой модуляции - при использовании в настоящем документе обозначает устройство или часть устройства, которое модулирует интенсивность света, проходящего с одной его стороны к другой стороне. Идеальные элементы световой модуляции в вариантах осуществления настоящего изобретения пропускают весь свет в одном состоянии и совершенно не пропускают свет в другом состоянии. Практические элементы могут по существу достигать идеальных аспектов.Light modulation element — as used herein, means a device or part of a device that modulates the intensity of light transmitted from one side to the other. Ideal light modulation elements in embodiments of the present invention transmit all the light in one state and completely do not transmit light in another state. Practical elements can essentially achieve ideal aspects.

Литий-ионный элемент - в настоящем документе обозначает электрохимический элемент, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате движения ионов лития через элемент. Данный электрохимический элемент, как правило, называемый аккумуляторной батареей, в своей типичной форме может быть возвращен в состояние с более высоким зарядом или перезаряжен.Lithium-ion cell - as used herein, refers to an electrochemical cell in which electrical energy is generated by the movement of lithium ions through a cell. This electrochemical cell, usually called a battery, in its typical form can be returned to a state with a higher charge or recharged.

Вставка-субстрат - в настоящем документе обозначает инкапсулированную вставку, которая будет включена в офтальмологическое устройство с энергообеспечением. Элементы питания и схема могут быть встроены во вставку-субстрат. Вставка-субстрат определяет основное назначение офтальмологического устройства с энергообеспечением. Например, в вариантах осуществления, в которых офтальмологическое устройство с энергообеспечением позволяет пользователю регулировать оптическую силу, вставка-субстрат может включать в себя элементы питания, управляющие жидкостной менисковой частью в оптической зоне. Альтернативно вставка-субстрат может иметь кольцевую форму, в результате чего оптическая зона не содержит материала. В таких вариантах осуществления функция энергообеспечения линзы может быть не связана с оптическим качеством, а может предусматривать, например, контроль уровня глюкозы или введение лекарственного средства.Substrate insert - as used herein, refers to an encapsulated insert that will be included in an ophthalmic device with energy supply. Batteries and circuitry can be integrated into the substrate insert. The insert-substrate defines the main purpose of the ophthalmic device with energy supply. For example, in embodiments in which an ophthalmic power supply device allows the user to adjust optical power, the substrate insert may include batteries that control the liquid meniscus in the optical zone. Alternatively, the substrate insert may have an annular shape, as a result of which the optical zone does not contain material. In such embodiments, the lens energy supply function may not be related to optical quality, but may include, for example, glucose control or drug administration.

Форма для литья - при использовании в настоящем документе означает жесткий или полужесткий объект, который можно использовать для формирования линз из неполимеризованных составов. Некоторые предпочтительные формы для литья включают в себя две части формы для литья, образующие переднюю изогнутую часть формы для литья и заднюю изогнутую часть формы для литья.Injection mold — when used herein means a rigid or semi-rigid object that can be used to form lenses from unpolymerized formulations. Some preferred molds include two parts of the mold, forming the front curved part of the mold and the back curved part of the mold.

Рабочий режим - в настоящем документе обозначает состояние с высоким потреблением тока, при котором ток, проходящий по схеме, позволяет устройству выполнять свою основную функцию энергообеспечения.Operating mode - in this document denotes a state with high current consumption, in which the current flowing through the circuit allows the device to perform its main function of energy supply.

Оптическая зона - в настоящем документе обозначает область офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.Optical zone - herein refers to the area of the ophthalmic lens through which the user of the ophthalmic lens looks.

Фотонный излучатель - при использовании в настоящем документе обозначает устройство или часть устройства, которое может принимать падающий свет и передавать его в свободное пространство. Свет, как правило, может выходить в направлении, отличном от направления света, который падал на излучатель. Как правило, излучатель может содержать антенную структуру для передачи света.Photon emitter — when used herein, means a device or part of a device that can receive incident light and transmit it into free space. Light, as a rule, can exit in a direction different from the direction of light that incident on the emitter. Typically, the emitter may comprise an antenna structure for transmitting light.

Растровая система световой модуляции - при использовании в настоящем документе обозначает комбинацию отдельно функционирующих элементов световой модуляции, причем каждую отдельно функционирующую часть системы световой модуляции можно рассматривать как пиксель, или элемент изображения.Raster light modulation system — when used herein, means a combination of separately functioning light modulation elements, with each separately functioning part of the light modulation system being regarded as a pixel or image element.

Сила - в настоящем документе обозначает выполненную работу или переданную энергию за единицу времени.Strength - in this document refers to work performed or energy transferred per unit of time.

Перезаряжаемый или повторно подключаемый к источнику энергии - в настоящем документе обозначает возможность быть возвращенным в состояние с более высокой способностью к выполнению работы. Многие способы применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к восстановлению способности проводить электрический ток определенной величины и в течение определенного промежутка времени.Rechargeable or reconnected to a power source - in this document means the ability to be returned to a state with a higher ability to perform work. Many applications within the scope of the present invention may relate to restoring the ability to conduct an electric current of a certain magnitude and for a certain period of time.

Повторно подключить к источнику энергии или перезарядить - в настоящем документе обозначает восстановление состояния с более высокой способностью совершать работу. Многие способы применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к восстановлению способности устройства проводить электрический ток определенной величины и в течение определенного промежутка времени.Reconnected to a power source or recharged - in this document means the restoration of a state with a higher ability to do work. Many applications within the scope of the present invention may relate to restoring the ability of a device to conduct an electric current of a certain magnitude and for a certain period of time.

Эталон - в настоящем документе обозначает схему, в идеальном варианте создающую фиксированное и стабильное напряжение или выходное значение тока, которые подходит для применения в других схемах. Эталон может быть основан на запрещенной энергетической зоне, может иметь компенсацию температуры, подачи питания и технологических вариаций и может быть специально рассчитан для конкретной специализированной интегральной схемы (ASIC). Reference - in this document refers to a circuit, ideally creating a fixed and stable voltage or current output value that is suitable for use in other circuits. The reference may be based on a prohibited energy zone, may have temperature, power, and process variation compensation, and may be specifically designed for a specific application specific integrated circuit (ASIC).

Высвобожденный из формы для литья - в настоящем документе обозначает линзу, которая либо полностью отделена от формы для литья, либо лишь слабо закреплена на ней таким образом, что ее можно отделить легким встряхиванием или сдвинуть с помощью тампона.Released from the casting mold - herein refers to a lens that is either completely detached from the casting mold or only loosely attached to it so that it can be separated by light shaking or pushed with a tampon.

Функция сброса - в настоящем документе обозначает самоактивирующийся алгоритмический механизм для установки схемы в определенное предварительно заданное состояние, включая, например, логическое состояние или состояние энергообеспечения. Функция сброса может включать в себя, например, схему сброса при включении питания, которая может в сочетании с механизмом переключения обеспечивать надлежащую подачу питания на микросхему как при первоначальном подключении к источнику энергии, так и при выходе из режима сохранения энергии.Reset function - in this document denotes a self-activating algorithmic mechanism for setting the circuit to a specific predefined state, including, for example, a logical state or a power supply state. The reset function may include, for example, a power-on reset circuit, which, in combination with a switching mechanism, can provide proper power to the chip both when it is initially connected to the power source and when it leaves the power save mode.

Спящий режим или режим ожидания - в настоящем документе обозначает состояние низкого потребления тока устройства с энергообеспечением после того, как механизм переключения будет перекрыт с целью энергосбережения, когда рабочий режим не требуется.Sleep mode or standby mode - in this document indicates the low current state of the power-supplied device after the switching mechanism is closed to save power when the operating mode is not required.

Наложение - при использовании в настоящем документе термин относится к расположению по меньшей мере двух слоев с компонентами в непосредственной близости друг к другу таким образом, чтобы по меньшей мере часть одной поверхности одного из слоев контактировала с первой поверхностью второго слоя. В некоторых вариантах осуществления между двумя слоями может находиться пленка, обеспечивающая сцепление или выполняющая иные функции, так что слои находятся в контакте друг с другом через указанную пленку.Overlay - as used herein, the term refers to the location of at least two layers with components in close proximity to each other so that at least a portion of one surface of one of the layers is in contact with the first surface of the second layer. In some embodiments, a film may be provided between the two layers to provide adhesion or to perform other functions, such that the layers are in contact with each other through said film.

Наложенные друг на друга интегрированные многокомпонентные устройства, или SIC-устройства, - в настоящем документе обозначает результаты применения технологий упаковки, позволяющие собирать тонкие слои подложек, которые могут включать электрические и электромеханические устройства, в функциональные интегрированные устройства путем наложения по меньшей мере части каждого слоя друг на друга. Слои могут содержать многокомпонентные устройства различных типов, материалов, форм и размеров. Более того, слои могут быть изготовлены по различным технологиям производства устройств для получения различных контуров.Superimposed integrated multicomponent devices, or SIC devices, in this document indicate the results of the application of packaging technologies that allow thin layers of substrates, which may include electrical and electromechanical devices, to be assembled into functional integrated devices by applying at least part of each layer to each other to a friend. Layers may contain multicomponent devices of various types, materials, shapes and sizes. Moreover, the layers can be manufactured using various technologies for the production of devices for obtaining various contours.

Режим сохранения энергии - в настоящем документе обозначает состояние системы, содержащей электронные компоненты, в которой источник энергии обеспечивает или должен обеспечивать минимальный проектный ток нагрузки. Этот термин не является взаимозаменяемым с режимом ожидания.Energy storage mode - in this document indicates the state of a system containing electronic components in which the energy source provides or should provide a minimum design load current. This term is not interchangeable with standby time.

Вставка подложки - в настоящем документе обозначает формуемую или жесткую подложку, способную поддерживать источник энергии внутри офтальмологической линзы. В некоторых вариантах осуществления вставка подложки также поддерживает один или более компонентов.Substrate insert - as used herein, refers to a moldable or rigid substrate capable of supporting an energy source within an ophthalmic lens. In some embodiments, the implementation of the substrate also supports one or more components.

Механизм переключения - в настоящем документе обозначает компонент, интегрированный в схему, обеспечивающий различные уровни сопротивления, который может реагировать на внешний стимул и который является независимым от офтальмологического устройства. The switching mechanism - in this document refers to a component integrated into a circuit that provides various levels of resistance that can respond to an external stimulus and which is independent of the ophthalmic device.

Офтальмологическое устройство с энергообеспечениемOphthalmic device with energy supply

На Фиг.1 представлен пример осуществления вставки-субстрата 100 для офтальмологического устройства с энергообеспечением и соответствующее офтальмологическое устройство с энергообеспечением 150. Вставка-субстрат 100 может содержать оптическую зону 120, которая может быть или не быть функциональной в плане коррекции зрения. Если функция энергообеспечения офтальмологического устройства не связана со зрением, оптическая зона 120 вставки-субстрата 100 может не содержать материала. В некоторых вариантах осуществления вставка-субстрат 100 может включать в себя часть, не находящуюся в оптической зоне 120, содержащую подложку 115, встроенную с элементами питания 110 и электронными компонентами 105. Могут существовать различные варианты осуществления, относящиеся к включению фотонных излучателей в офтальмологические устройства. Figure 1 shows an example implementation of the insert substrate 100 for an ophthalmic device with energy supply and the corresponding ophthalmic device with energy supply 150. The insert substrate 100 may contain an optical zone 120, which may or may not be functional in terms of vision correction. If the power supply function of the ophthalmic device is not associated with vision, the optical area 120 of the insert-substrate 100 may not contain material. In some embodiments, the implementation of the insert substrate 100 may include a part not located in the optical zone 120, containing a substrate 115, built-in with batteries 110 and electronic components 105. There may be various options for the implementation of the inclusion of photonic emitters in ophthalmic devices.

В некоторых вариантах осуществления источник энергии 110, который может представлять собой, например, батарею, и нагрузка 105, которая может представлять собой, например, полупроводниковый кристалл, могут быть прикреплены к подложке 115. Проводящие дорожки 125 и 130 могут обеспечивать электрическое соединение между электронными компонентами 105 и элементами питания 110. Вставка-субстрат 100 может быть полностью инкапсулирована для защиты и вмещения элементов питания, дорожек и электронных компонентов. В некоторых вариантах осуществления инкапсулирующий материал может быть полупроницаемым, например, для предотвращения попадания определенных веществ, таких как вода, во вставку-субстрат 100, и обеспечения входа и выхода определенных веществ, таких как газы окружающей среды и побочные продукты реакций в элементах питания, во вставку-субстрат 100 и из нее.In some embodiments, an energy source 110, which may be, for example, a battery, and a load 105, which may be, for example, a semiconductor chip, may be attached to the substrate 115. The conductive paths 125 and 130 may provide an electrical connection between the electronic components 105 and batteries 110. The substrate insert 100 can be fully encapsulated to protect and contain batteries, tracks and electronic components. In some embodiments, the encapsulating material may be semipermeable, for example, to prevent certain substances, such as water, from entering the substrate insert 100, and to allow certain substances, such as environmental gases and reaction by-products, to enter and exit the batteries. insert substrate 100 and from it.

В некоторых вариантах осуществления вставка-субстрат 100 может быть включена в офтальмологическое устройство 150, которое может содержать полимерный биосовместимый материал. Офтальмологическое устройство 150 может включать в себя конструкцию из жесткой центральной части и мягкого края, где центральный жесткий оптический элемент содержит вставку-субстрат 100. В некоторых конкретных вариантах осуществления вставка-субстрат 100 может иметь прямой контакт с атмосферой и с поверхностью роговицы, соответственно, на своей передней и задней поверхностях, или альтернативно вставка-субстрат 100 может быть инкапсулирована в офтальмологическое устройство 150. Периферическая зона 155 офтальмологической линзы 150 может состоять из мягкого материала края, включая, например, гидрогелевый материал.In some embodiments, the implementation of the insert substrate 100 may be included in the ophthalmic device 150, which may contain a polymer biocompatible material. The ophthalmic device 150 may include a structure of a rigid central part and a soft edge, where the central hard optical element comprises a substrate insert 100. In some specific embodiments, the implementation of the substrate insert 100 may have direct contact with the atmosphere and with the surface of the cornea, respectively its front and rear surfaces, or alternatively, the substrate insert 100 may be encapsulated in an ophthalmic device 150. The peripheral area 155 of the ophthalmic lens 150 may consist s edges of soft material, including, for example, a hydrogel material.

Инфраструктура вкладыша-субстрата 100 и офтальмологическое устройство 150 могут обеспечивать условия для множества вариантов осуществления, включающих проецирование света с использованием фотонных излучателей, которые можно комбинировать с активными или пассивными линзовыми устройствами и в некоторых вариантах осуществления с массивами, модулирующими интенсивность света. В некоторых из данных вариантов осуществления можно использовать чисто пассивное функционирование части офтальмологического устройства, не связанной с компонентами для проецирования фотонов. В других вариантах осуществления можно использовать офтальмологическое устройство с активными функциями, которые могут дополнять или поддерживать функционирование компонентов для проецирования фотонов. Например, непроецирующие части устройства могут обеспечивать коррекцию зрения или активное экранирование устройства для уменьшения его проницаемости для падающего света.The infrastructure of the liner substrate 100 and the ophthalmic device 150 can provide conditions for a variety of embodiments, including projecting light using photonic emitters, which can be combined with active or passive lens devices and, in some embodiments, with arrays that modulate light intensity. In some of these embodiments, the purely passive operation of a portion of an ophthalmic device not associated with photon projection components can be used. In other embodiments, an ophthalmic device with active functions that can complement or support the functioning of components for projecting photons can be used. For example, non-projecting parts of the device may provide vision correction or active shielding of the device to reduce its permeability to incident light.

На Фиг.2, элемент 200, представлен вид в сечении примера многоэлементной вставки. Вставка данного типа представляет собой кольцевую вставку с кольцом из материала вокруг центральной оптической зоны, которая не содержит материал. На Фиг.2 офтальмологическое устройство 220 может иметь поперечное сечение 230, которое представляет собой поперечное сечение по местоположению, представленному линией 210. В одном примере осуществления участок вставки вне оптической зоны офтальмологического устройства может включать в себя элементы питания и электронные схемы управления для поддержки активных элементов различных видов. Данные активные элементы, как правило, могут включать в себя датчики и элементы связи различных типов. Альтернативно в некоторых вариантах осуществления раскрываемого изобретения может обеспечиваться функция управления и энергообеспечения для проецирующего элемента на основе элементов для проецирования фотонов. Кроме того, вне оптической зоны устройства могут находиться печатные рисунки, нанесенные на вставку, как показано элементом 221 и на виде в сечении - элементами 231. 2, an element 200 is a sectional view of an example of a multi-element insert. An insert of this type is an annular insert with a ring of material around a central optical zone that does not contain material. 2, ophthalmic device 220 may have a cross section 230, which is a cross section at the location represented by line 210. In one embodiment, an insertion portion outside the optical zone of the ophthalmic device may include power cells and electronic control circuits to support active elements various types. These active elements, as a rule, may include sensors and communication elements of various types. Alternatively, in some embodiments of the disclosed invention, a control and power function may be provided for a projection element based on elements for projecting photons. In addition, outside the optical zone of the device may be printed drawings printed on the insert, as shown by element 221 and in the sectional view by elements 231.

В некоторых вариантах осуществления могут предъявляться определенные требования к ориентации офтальмологической линзы в среде глаза. Элементы 250 и 260 могут представлять собой элементы зоны стабилизации, которые способствуют ориентации образованной офтальмологической линзы на глазу пользователя. Более того, в некоторых вариантах осуществления применение ориентирующих элементов на многоэлементной кольцевой вставке может позволить ориентировать ее относительно литых элементов стабилизации, что может оказаться особенно важным при размещении элементов проекции и линзовых систем, не поддерживающих функции динамического управления фокусировкой и центрирования. In some embodiments, certain requirements may be imposed on the orientation of the ophthalmic lens in the eye. Elements 250 and 260 may be elements of a stabilization zone that facilitate the orientation of the formed ophthalmic lens on the user's eye. Moreover, in some embodiments, the use of orienting elements on a multi-element annular insert can make it possible to orient it relative to cast stabilization elements, which may be especially important when placing projection elements and lens systems that do not support the functions of dynamic focus control and centering.

На Фиг.3, элемент 300, представлен вид в сечении вариации примера многоэлементной вставки, показанного на Фиг.2. На Фиг.3 офтальмологическое устройство 320 может иметь представление в поперечном сечении 330, которое представляет собой поперечное сечение по местоположению, представленному линией 310. В примере осуществления оптическая зона офтальмологического устройства 320 может включать в себя часть, в которой находится линзовая система с активным регулированием фокусной характеристики, такая как жидкостная менисковая линзовая система 335. Кроме того, вне оптической зоны устройства могут также находиться части вставки, которые содержат элементы питания и компоненты управления и активации 336. По тем же причинам, что и в варианте осуществления, показанном на Фиг.2, в офтальмологическое устройство могут быть встроены юстировочные элементы или зоны стабилизации, показанные как элементы 350 и 360, и на вставку могут быть нанесены печатные рисунки, показанные как элемент 321 и элементы 331 в представлении в поперечном сечении.FIG. 3, element 300, is a cross-sectional view of a variation of the example of the multi-element insert shown in FIG. 2. 3, the ophthalmic device 320 may have a cross-sectional view 330, which is a cross-sectional view of the location represented by line 310. In an embodiment, the optical zone of the ophthalmic device 320 may include a portion in which the lens system with active focus adjustment is located characteristics, such as a liquid meniscus lens system 335. In addition, parts of the insert that contain pit elements may also be located outside the optical zone of the device control and activation components and activation 336. For the same reasons as in the embodiment shown in FIG. 2, adjustment elements or stabilization zones shown as elements 350 and 360 can be integrated into the ophthalmic device and the insert can be applied printed drawings shown as element 321 and elements 331 in a cross-sectional view.

Элементы для проецирования фотоновElements for projecting photons

На Фиг.4, элемент 400, показаны фотонные излучатели. Может существовать множество способов создания элементов излучателей (которые также можно называть «излучателем») для применения в фотонных приложениях. Элементом 410 элемента 400 показан простой элемент фотонного излучателя, согласующийся со структурами, описанными в других работах, отражающих современный уровень техники в данной области. Источником фотонов для данной системы может служить оптический световод 420, проходящий параллельно соединительным частям 430 излучающего элемента. Приходящие по оптическому световоду 420 фотоны могут связываться с соединительными частями 430 за счет процесса, который можно назвать связью через затухающее поле - экспоненциально затухающее явление на ближнем участке периферической зоны оптического световода. Связь позволяет фотонам перемещаться из оптического световода в излучающий элемент. Степень связи и, следовательно, число фотонов, поступающих в излучающий элемент, представляющее собой одну из мер интенсивности, можно модулировать с использованием ряда явлений, включая используемые материалы, условия окружающей среды, но, что более важно, структурную конфигурацию системы. Длина параллельной части элемента 430 и величина зазора между данным участком и оптическим световодом 435 может решающим образом определять эффективность связи и может применяться для коррекции номинальной относительной интенсивности фотонного излучателя в наборе фотонных излучателей. В элементе 410 свет проходит по световодным компонентам 430 элемента, пока не достигает излучающей части, выполненной в виде дифракционной решетки. Для повышения эффективности передачи света через фотонный излучатель можно использовать различные эффекты, как например, построенный угол между излучающими поверхностями, а также их форму и величину зазора между ними. В идеале из элемента 440 должно излучаться как можно больше света в одном направлении, например, «из страницы».4, element 400 shows photonic emitters. There can be many ways to create emitter elements (which can also be called a "emitter") for use in photonic applications. Element 410 of element 400 shows a simple photon emitter element consistent with structures described in other works reflecting the state of the art in the art. The source of photons for this system can serve as an optical fiber 420, which runs parallel to the connecting parts 430 of the radiating element. Photons arriving through the optical fiber 420 can communicate with the connecting parts 430 due to a process that can be called coupling through a damped field - an exponentially decaying phenomenon in the near section of the peripheral zone of the optical fiber. Communication allows photons to travel from an optical fiber to a radiating element. The degree of coupling and, consequently, the number of photons entering the radiating element, which is one of the measures of intensity, can be modulated using a number of phenomena, including the materials used, environmental conditions, but, more importantly, the structural configuration of the system. The length of the parallel part of the element 430 and the gap between this section and the optical fiber 435 can decisively determine the communication efficiency and can be used to correct the nominal relative intensity of the photon emitter in the set of photon emitters. In element 410, light passes through the light guide components 430 of the element until it reaches a radiating part made in the form of a diffraction grating. To increase the efficiency of light transmission through a photon emitter, various effects can be used, such as the plotted angle between the radiating surfaces, as well as their shape and the size of the gap between them. Ideally, as much light as possible in one direction should be emitted from the element 440, for example, “from the page”.

В качестве элемента 450 показан более сложный фотонный излучатель. В элемент излучателя может быть встроен нагревающий элемент. Он может представлять собой резистивный нагреватель, встроенный в фотонный излучатель. В вариантах осуществления, где излучатель образован из полупроводниковых материалов, таких как кремний, резистивный элемент может быть образован в том же слое, где его можно допировать для изменения его характеристик сопротивления. Пропуская ток через контакт 460, резистивную ветвь 470 и через часть тела излучателя 430 и обратно через другую часть резистивной ветви 471 и через контакт 480, в фотонном излучателе можно создать часть пути света с дифференциальным нагревом. Тепловые эффекты в оптических световодах, такие как показанные в элементе 430, могут изменять фазовые характеристики поступающего по ним света. Таким образом, фотонный излучатель элемента 450 может обеспечивать определенную интенсивность излучаемого им света на основе интенсивности в оптическом световоде 420 источника и эффективности ввода света от источника в излучающее устройство, определяемой степенью близости участка связи излучающего устройства и размерами данного участка связи. Более того, дополнительно можно контролируемым образом изменять фазовые характеристики данного света путем пропускания электрического тока через часть нагревателя между элементами 460 и 480. Управление относительной фазой излучаемого света таким способом может обеспечить эффективную передачу закодированной в фазовых характеристиках информации, наблюдаемой в изображении дальнего поля, образованным массивом из таких фотонных излучателей, где фазой отдельных пикселей можно управлять путем контроля теплового состояния частей излучающего устройства. Может существовать множество материалов, из которых можно создать фотонный излучатель, и может существовать множество способов создания фазовых эффектов в различных материалах, включая, в качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, термическое управление и механическое напряжение.As element 450, a more complex photon emitter is shown. A heating element may be integrated in the radiator element. It can be a resistive heater embedded in a photon emitter. In embodiments where the emitter is formed from semiconductor materials such as silicon, the resistive element can be formed in the same layer where it can be doped to change its resistance characteristics. By passing current through contact 460, the resistive branch 470 and through part of the body of the emitter 430 and vice versa through another part of the resistive branch 471 and through contact 480, a part of the path of light with differential heating can be created in the photon emitter. Thermal effects in optical fibers, such as those shown in element 430, can alter the phase characteristics of the light coming through them. Thus, the photon emitter of element 450 can provide a certain intensity of the light emitted by it based on the intensity in the optical fiber 420 of the source and the efficiency of inputting light from the source into the emitting device, determined by the degree of proximity of the communication section of the radiating device and the size of this communication section. Moreover, it is additionally possible to change the phase characteristics of a given light in a controlled manner by passing an electric current through a part of the heater between elements 460 and 480. Controlling the relative phase of the emitted light in this way can efficiently transmit the information encoded in the phase characteristics observed in the far field image formed by the array of such photon emitters, where the phase of individual pixels can be controlled by monitoring the thermal state of the parts emittingly th device. There can be many materials from which a photon emitter can be created, and there can be many ways to create phase effects in various materials, including, as non-limiting examples, thermal control and mechanical stress.

На Фиг.5, элемент 500, показан пример массива, созданного из фотонных излучателей. В некоторых вариантах осуществления пиксель фотонных излучателей 520 можно создать аналогично элементам 410 или 450. В элементе 500 показаны ячейки типа, представленного в элементе 450. Свет поступает от источника излучения 540, который в некоторых вариантах осуществления может включать в себя один или более лазерных элементов, излучающих свет в один или более оптических световодов, подводящих свет к массиву фотонных излучателей. Электрический ток, протекающий через нагретые части пикселя 520, можно подвести через проводящие металлические линии, встроенные в фотонный излучатель, аналогично металлическим линиям, используемым в интегральной схеме. Набор числовых шин 530 может иметь соответствующие разрядные линии 535 для обеспечения эффективной адресации отдельных ячеек. В некоторых вариантах осуществления массив фотонных излучателей можно встроить в кремниевую подложку, которая подходит для создания электронных компонентов управления для самого массива. Размеры примеров элементов пикселей, таких как элементы 520, могут составлять приблизительно 9 микрон на 9 микрон или менее. Таким образом, размер массива из 64×64 излучателей может составлять приблизительно 0,5 мм на 0,5 мм. Реальные размеры пикселей в матрице могут быть разными и различаться для разных целевых длин волн излучения.5, element 500, shows an example of an array created from photonic emitters. In some embodiments, the pixel of the photon emitters 520 can be created similarly to elements 410 or 450. Cells of the type shown in element 450 are shown in element 500. Light comes from a radiation source 540, which in some embodiments may include one or more laser elements, emitting light into one or more optical fibers, leading the light to an array of photon emitters. The electric current flowing through the heated parts of the pixel 520 can be fed through conductive metal lines embedded in the photon emitter, similar to the metal lines used in the integrated circuit. The set of number lines 530 may have corresponding bit lines 535 to provide efficient addressing of individual cells. In some embodiments, an array of photon emitters can be embedded in a silicon substrate that is suitable for creating electronic control components for the array itself. The sizes of examples of pixel elements, such as elements 520, can be approximately 9 microns by 9 microns or less. Thus, the size of the array of 64 × 64 emitters can be approximately 0.5 mm by 0.5 mm. Actual pixel sizes in the matrix can be different and vary for different target radiation wavelengths.

На вставке 550 элемента 500 в увеличенном виде показаны источник света и один или более оптических световодов 540 для передачи света от источника. Свет из источника 561 можно завести в оптический световод. Вдоль длины оптического световода можно разместить дополнительные распределительные элементы в форме дополнительных оптических световодов. Элементы 570, 571 и 572 могут представлять собой оптические световоды, связанные с главным оптическим световодом от источника света и отходящие от него приблизительно перпендикулярно для распределения света в ряды фотонных излучателей. Аспекты конфигурации световодов и отдельных элементов пикселей в ряду можно оптимизировать для каждого элемента таким образом, чтобы получить конкретный рисунок распределения интенсивности по ряду и в массиве. В предпочтительном примере массив может быть выполнен таким образом, чтобы полученная интенсивность излучения каждого пикселя была приблизительно одинаковой для всех элементов.On the insert 550 of the element 500 in an enlarged view shows the light source and one or more optical fibers 540 for transmitting light from the source. Light from source 561 can be introduced into an optical fiber. Along the length of the optical fiber, it is possible to place additional distribution elements in the form of additional optical fibers. Elements 570, 571 and 572 may be optical fibers associated with the main optical fiber from the light source and extending from it approximately perpendicularly to distribute the light in the rows of photonic emitters. Aspects of the configuration of optical fibers and individual pixel elements in a row can be optimized for each element in such a way as to obtain a specific pattern of the intensity distribution in a row and in an array. In a preferred example, the array can be designed so that the received radiation intensity of each pixel is approximately the same for all elements.

В некоторых вариантах осуществления можно использовать множество источников света с различными длинами волн для подачи света в один оптический световод 540 источника света, или в некоторых вариантах осуществления оптический световод 540 может состоять из множества световодов. В примере могут присутствовать три различных источника света 561, 562 и 563. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, источник 561 может представлять собой источник красного света, источник 562 может представлять собой источник зеленого света, и источник 563 может представлять собой источник синего света. Может существовать множество типов источников света, совместимых с раскрываемым изобретением, включая, в качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, твердотельные лазеры, или твердотельные светодиоды, либо лампы накаливания с фильтром. В вариантах осуществления, где для кодирования информации может быть важна относительная фаза пикселей в массиве, источник света может характеризоваться необходимой степенью когерентности выходного оптического сигнала. Другие варианты осуществления могут функционировать и с некогерентными источниками света.In some embodiments, a plurality of light sources with different wavelengths can be used to supply light to one optical light source fiber 540, or in some embodiments, an optical fiber 540 may consist of a plurality of optical fibers. Three different light sources 561, 562, and 563 may be present in the example. As a non-limiting example, source 561 may be a red light source, source 562 may be a green light source, and source 563 may be a blue light source . There may be many types of light sources compatible with the disclosed invention, including, by way of example, not limiting, solid state lasers, or solid state LEDs, or filter incandescent lamps. In embodiments where the relative phase of the pixels in the array may be important for encoding information, the light source may be characterized by the required degree of coherence of the output optical signal. Other embodiments may function with incoherent light sources.

Если в источнике присутствует излучение с множеством длин волн, взаимодействием рядов оптических световодов, показанных как элемент 570, можно управлять таким образом, чтобы для конкретного ряда предпочтительным оказался один источник света. Такое управление достигается путем использования фильтрующих материалов на участке связи оптического световода для ряда 570 с оптическим световодом. В альтернативном варианте осуществления при наличии множества оптических световодов световоды для нежелательных длин волн для конкретного источника света можно блокировать поглощающим материалом. Может существовать множество материалов, которые можно использовать для блокирования оптической связи, включая металлические материалы или применение высоких уровней допирования в полупроводниковом материале.If multiple wavelength radiation is present in the source, the interaction of the rows of optical fibers shown as element 570 can be controlled so that a single light source is preferred for a particular row. This control is achieved by using filter materials in the communication section of the optical fiber for row 570 with the optical fiber. In an alternative embodiment, when there are multiple optical fibers, the optical fibers for undesirable wavelengths for a particular light source can be blocked by absorbing material. There may be many materials that can be used to block optical communication, including metallic materials or the use of high doping levels in a semiconductor material.

В альтернативном варианте осуществления множество источников света могут иметь рабочий цикл. Их можно включать или выключать по очереди для использования оптических световодов источника света. В таком варианте осуществления может отсутствовать потребность во множестве линий источника или элементах управления для связи различных источников света с различными участками массива. Однако конфигурацию пикселя фотонного излучателя можно выполнить таким образом, что она не будет оптимизирована под конкретную длину волны, а будет оптимизирована сразу под все используемые длины волн. В некоторых вариантах осуществления пиксель может быть составлен из множества излучателей, где один из излучателей может быть оптимизирован под конкретный источник.In an alternative embodiment, multiple light sources may have a duty cycle. They can be turned on or off in turn to use optical fibers of the light source. In such an embodiment, there may be no need for multiple source lines or controls for linking different light sources to different parts of the array. However, the pixel configuration of the photon emitter can be performed in such a way that it will not be optimized for a specific wavelength, but will be optimized immediately for all wavelengths used. In some embodiments, a pixel may be composed of a plurality of emitters, where one of the emitters can be optimized for a particular source.

В массиве элемента 510, где отдельные пиксели включают в себя фазосдвигающие компоненты, может оказаться полезным также использовать линзы, которые позволят сфокусировать создаваемое массивом изображение дальнего поля в конкретную точку, которая может включать в себя сетчатку пользователя. В варианте осуществления с одним источником света может быть необходимо использовать в качестве источника когерентный свет. Получаемое при этом изображение дальнего поля может представлять собой изображение, построенное на основе фазовой информации отдельных пикселей. Пример такого варианта осуществления с массивом фотонных излучателей, проецирующих изображения дальнего поля с фазовым контролем пикселей, показан на Фиг.6 как элемент 600. Офтальмологическая вставка 610 описанного выше типа может содержать элементы питания, и схема управления может управлять электрическими сигналами через электрическую шину 630. В некоторых вариантах осуществления данную шину можно изготовить из проводников с минимально возможным поглощением видимого света. Примером материала может служить оксид индия и олова (ITO). Проекционная система 620 может быть размещена в центре оптической зоны и может содержать массив фотонных излучателей, как показано в элементе 650, вместе со схемой управления, источниками света и линзовыми элементами в качестве некоторых из включенных в систему компонентов.In the array of element 510, where the individual pixels include phase-shifting components, it may also be useful to use lenses that will allow the array image of the far field to be focused to a specific point, which may include the user's retina. In an embodiment with a single light source, it may be necessary to use coherent light as a source. The resulting far field image may be an image based on the phase information of individual pixels. An example of such an embodiment with an array of photonic emitters projecting far-field images with phase monitoring of pixels is shown in FIG. 6 as element 600. The ophthalmic insert 610 of the type described above may contain batteries, and the control circuit can control electrical signals via an electric bus 630. In some embodiments, the implementation of this bus can be made of conductors with the lowest possible absorption of visible light. An example of a material is indium tin oxide (ITO). The projection system 620 may be located in the center of the optical zone and may contain an array of photon emitters, as shown in element 650, together with a control circuit, light sources and lens elements as some of the components included in the system.

В альтернативном варианте осуществления можно использовать массив фотонных излучателей в качестве излучателя света, когда фазовые характеристики не имеют большого значения. На Фиг.7, элемент 700, показан пример элемента пикселя 720 с использованием примера фотонного излучателя без встроенного нагревателя. В некоторых вариантах осуществления встраивание нагревателя может быть по-прежнему желательным, но, например, он может быть не показан на рисунке. Если формируемое полученным массивом изображение ближнего поля сфокусировать в конкретной точке, источник излучения может функционировать в качестве части проекционной системы, в которой каждый пиксель содержит элемент, управляющий интенсивностью излучения, передаваемого от излучателя к сетчатке пользователя. На Фиг.7 показан пример элемента управления интенсивностью света, выровненного с каждым элементом фотонного излучения. In an alternative embodiment, an array of photon emitters can be used as a light emitter when the phase characteristics are not significant. 7, element 700, an example of a pixel element 720 is shown using an example of a photon emitter without a built-in heater. In some embodiments, embedding a heater may still be desirable, but, for example, may not be shown. If the near-field image generated by the array is focused at a specific point, the radiation source can function as part of a projection system in which each pixel contains an element that controls the intensity of the radiation transmitted from the emitter to the user's retina. 7 shows an example of a light intensity control element aligned with each photon element.

Для попиксельного управления интенсивностью переданного света можно использовать явление электросмачивания на диэлектрике. Этот эффект работает на комбинации жидкостей путем изменения свободной энергии поверхностей рядом с жидкостями. Для получения эффективных устройств EWOD можно использовать комбинации несмешивающихся жидкостей, где одна жидкость, например, представляет собой полярную жидкость, такую как водный раствор, а вторая жидкость является неполярной, такой как масло. Одну из данных жидкостей можно сделать проницаемой для света в конкретном диапазоне длин волн, тогда как другая жидкость может быть непрозрачной на данных длинах волн или во всей видимой части спектра. Такими свойствами может обладать сама жидкость, или в жидкость можно добавить окрашивающие агенты для получения необходимого эффекта блокирования по длинам волн. Также может оказаться возможным включить в одно и то же устройство различные комбинации жидкостей с различными собственными характеристиками блокирования по длинам волн в различных элементах пикселей.For pixel-by-pixel control of the transmitted light intensity, dielectric wetting can be used. This effect works on a combination of fluids by changing the free energy of surfaces near fluids. Combinations of immiscible liquids can be used to obtain effective EWOD devices, where one liquid, for example, is a polar liquid, such as an aqueous solution, and the second liquid is non-polar, such as an oil. One of these fluids can be made permeable to light in a particular wavelength range, while the other fluid may be opaque at given wavelengths or in the entire visible part of the spectrum. The liquid itself may possess such properties, or coloring agents can be added to the liquid to obtain the desired blocking effect at wavelengths. It may also be possible to incorporate various combinations of fluids with different intrinsic wavelength blocking characteristics in different pixel elements into the same device.

В одном примере осуществления неводная жидкость на основе масла может содержать окрашивающий агент для придания эффективной поглощающей способности в слое растровой ячейки EWOD, что можно рассматривать как элемент световой модуляции. На Фиг.7 элемент 710 может содержать элемент пикселя, в котором жидкость на основе масла размещается поверх пикселя и поглощает значительно количество света. Может существовать ограничивающая структура 711 и 716, которая образует края растровой ячейки. Жидкость на основе масла может представлять собой элемент 717 в примере растровой ячейки EWOD. Часть ячейки элемента 713 может быть покрыта материалом, имеющим такую свободную энергию поверхности, которая может привести к отталкиванию текучих сред на основе масла. Элемент 718 может представлять собой текучую среду на водной основе. Следовательно, в стандартном состоянии без энергообеспечения текучие среды будут предпочтительно занимать такое положение, в котором окрашенная фаза на основе масла будет локализована вдоль внутреннего участка пикселя вдали от поверхности 713, и, следовательно, будет находиться на пути проходящего через пиксель света. Комбинация электродов 715 и 714 вместе с диэлектриком, находящимся под или составляющим материал поверхности 713, позволяет прикладывать электрический потенциал к двум несмешивающимся жидкостям. Путем приложения электрического потенциала к электродам можно изменить свободную энергию поверхности 713 таким образом, что она будет притягивать к себе жидкость на основе масла из элемента 717, как показано в элементе 720. Когда окрашенная текучая среда 717 притягивается к участку боковых стенок электрода, как показано на элементе 727, она уходит с оптического пути, и пиксель становится более проницаемым для проходящего через него света. Следовательно, данный вариант осуществления позволяет осуществить растровое управление светом, проходящим через него от фотонного излучателя. В некоторых вариантах осуществления это может способствовать образованию проекционной системы из комбинации массива фотонных излучателей, каждый из которых имеет свой элемент пикселя, содержащий ячейку на эффекте электросмачивания на диэлектрике, для управления оптическим пропусканием. Данные варианты осуществления также могут содержать источник излучения, электронные компоненты управления как для источника света, так и для элементов пикселя, и линзовую систему для фокусировки изображения ближнего поля в необходимом месте, которое может представлять собой сетчатку пользователя. Может существовать множество альтернатив ячейки на эффекте электросмачивания на диэлектрике, которые могут позволить управлять оптическим пропусканием света вблизи фотонного излучателя. Кроме того, представленный пример ячейки на эффекте электросмачивания на диэлектрике также может иметь множество альтернатив, включая, например, смену типа текучей среды, которая может содержать краситель, или присущую ему способность блокировать свет.In one embodiment, an oil-based non-aqueous liquid may contain a coloring agent to provide effective absorption in the layer of the EWOD raster cell, which can be considered as an element of light modulation. 7, element 710 may comprise a pixel element in which an oil-based liquid is placed on top of the pixel and absorbs a significant amount of light. A bounding structure 711 and 716 may exist that forms the edges of the raster cell. The oil-based fluid may be element 717 in an example EWOD raster cell. A portion of the cell of element 713 may be coated with a material having such free surface energy that can cause repulsion of oil-based fluids. Element 718 may be a water-based fluid. Therefore, in a standard state without power supply, fluids will preferably occupy a position in which the oil-based colored phase is localized along the interior of the pixel away from surface 713, and therefore will be in the path of the light passing through the pixel. The combination of electrodes 715 and 714, together with a dielectric under or constituting the material of surface 713, allows electric potential to be applied to two immiscible liquids. By applying an electric potential to the electrodes, it is possible to change the free energy of surface 713 so that it will attract oil-based fluid from element 717, as shown in element 720. When the colored fluid 717 is attracted to a portion of the side walls of the electrode, as shown in element 727, it leaves the optical path, and the pixel becomes more permeable to the light passing through it. Therefore, this embodiment allows raster control of the light passing through it from the photon emitter. In some embodiments, this can contribute to the formation of a projection system from a combination of an array of photonic emitters, each of which has its own pixel element containing a cell on the effect of electro-wetting on a dielectric, to control optical transmission. These embodiments may also include a radiation source, electronic control components for both the light source and pixel elements, and a lens system for focusing the near field image in the desired location, which may be the user's retina. There may be many alternatives to a dielectric electro-wetting cell that can control the optical transmission of light near a photon emitter. In addition, an exemplary dielectric-wetting cell example may also have many alternatives, including, for example, changing the type of fluid that may contain a dye, or its inherent ability to block light.

На Фиг.8, элемент 800, показан альтернативный вариант осуществления растровой ячейки модуляции интенсивности света EWOD. В данном варианте осуществления электрод в непосредственной близости к поверхности, к которой будет притягиваться текучая среда, находится не на боковой стенке вертикальной структуры, а вдоль одной из граней ячейки. Поскольку при работе устройства свет может проходить через данную поверхность, в таких вариантах осуществления важно применять относительно прозрачные электроды. Как указано в описании выше, приемлемым решением может быть использование ITO в качестве материала электрода. Кроме того, возможны модификации, позволяющие также разместить электрод на периферической зоне грани ячейки EWOD. Однако элемент 810, как показано на Фиг.8, может представлять собой ячейку, в которой светопоглощающий материал блокирует большую часть поверхности ячейки. Элемент 817 может представлять собой текучую среду с поглощающими свойствами, которые либо являются собственным свойством текучей среды, либо связаны с добавлением в нее красителя. Элемент 818 может представлять собой другую текучую среду, которая может не взаимодействовать существенным образом с проходящим через ячейку светом. Элемент 813 может представлять собой поверхность, которая имеет заданную свободную энергию поверхности, которая может быть либо свойственна самой поверхности, либо вызвана обработкой, выполняемой для получения необходимой характеристики поверхности. Элемент 812 может представлять собой необязательный слой материала диэлектрика, который может присутствовать, если элемент 813 создается либо как дополнительная пленка поверх диэлектрика, либо как модификация поверхности диэлектрика. Элемент 814 может представлять собой электрод, который подходит для образования области поверхности диэлектрика, затрагиваемой при приложении электрического потенциала к ячейке EWOD. Элементы 811 и 816 могут представлять собой компоненты ограничивающей структуры, используемые для образования пикселей. Когда к ячейке в точках 814 и 815 прикладывают электрический потенциал, состояние ячейки может соответствовать показанному на элементе 820. Из-за отталкивания светопоглощающей текучей среды на участке поверхности над электродом 814 текучая среда перемещается к краю элемента пикселя, как показано элементом 827 на изображении ячейки. Следовательно, текучая среда уходит с оптического пути, и пиксель становится более проницаемым для проходящего через него света. 8, element 800, an alternative embodiment of an EWOD light intensity modulation raster cell is shown. In this embodiment, the electrode in close proximity to the surface to which the fluid will be attracted is not on the side wall of the vertical structure, but along one of the faces of the cell. Since light may pass through a given surface during operation of the device, it is important to use relatively transparent electrodes in such embodiments. As indicated in the description above, an acceptable solution may be to use ITO as an electrode material. In addition, modifications are possible that also allow the electrode to be placed on the peripheral zone of the face of the EWOD cell. However, element 810, as shown in FIG. 8, may be a cell in which light-absorbing material blocks most of the surface of the cell. Element 817 may be a fluid with absorbing properties that are either a property of the fluid or are associated with the addition of a dye to it. Element 818 may be another fluid that may not substantially interact with light passing through the cell. Element 813 may be a surface that has a predetermined free surface energy, which may either be characteristic of the surface itself, or caused by processing performed to obtain the desired surface characteristic. Element 812 may be an optional layer of dielectric material, which may be present if element 813 is created either as an additional film on top of the dielectric, or as a modification of the surface of the dielectric. Cell 814 may be an electrode that is suitable for forming a region of a dielectric surface affected by the application of an electric potential to an EWOD cell. Elements 811 and 816 may be constituent components used to form pixels. When an electric potential is applied to the cell at points 814 and 815, the state of the cell may correspond to that shown on element 820. Due to the repulsion of the light-absorbing fluid in the surface area above the electrode 814, the fluid moves to the edge of the pixel element, as shown by element 827 in the cell image. Consequently, the fluid leaves the optical path and the pixel becomes more permeable to the light passing through it.

Офтальмологические устройства с энергообеспечением и фотонными излучателямиOphthalmic devices with energy supply and photon emitters

На Фиг.9, элемент 900, показан вариант осуществления, в который включены многие из описанных выше аспектов системы визуализации на основе фотонных элементов. Элемент 910 может представлять собой офтальмологическое устройство, которое можно носить на поверхности глаза пользователя. Оно может быть образовано из изготовленного из гидрогелевого края 911, который в некоторых вариантах осуществления полностью окружает или в других вариантах осуществления частично окружает или поддерживает устройство вставки. На рисунке край 911 окружает по существу кольцевое устройство вставки 936. Внутри устройства вставки 936 могут находиться герметично закрытые элементы питания, электронная схема для управления, активации, обмена данными, обработки данных и т.п. Элементы питания могут представлять собой одноразовые элементы аккумуляторной батареи или перезаряжаемые элементы с системами управления питанием, которые обеспечивают возможность повторной зарядки устройства. Компоненты могут быть размещены в устройстве вставки в виде отдельных компонентов или в виде наложенных друг на друга интегрированных устройств с множеством активных слоев. In FIG. 9, element 900, an embodiment is shown that incorporates many of the above-described aspects of a photon-based imaging system. Element 910 may be an ophthalmic device that can be worn on the surface of the user's eye. It may be formed from a hydrogel edge 911, which in some embodiments completely surrounds or in other embodiments partially surrounds or supports the insertion device. In the figure, the edge 911 is surrounded by a substantially annular insertion device 936. Inside the insertion device 936 can be hermetically sealed batteries, an electronic circuit for controlling, activating, exchanging data, processing data, and the like. The batteries may be disposable battery cells or rechargeable batteries with power management systems that enable recharging of the device. Components can be placed in the insertion device in the form of individual components or in the form of integrated devices stacked on top of one another with many active layers.

Офтальмологическое устройство может иметь структурные и косметические аспекты, включая элементы стабилизации 950 и 960, которые могут подходить для задания ориентации устройства на глазу пользователя и для надлежащего центрирования устройства. По существу кольцевое устройство может иметь печатные рисунки, нанесенные на одну или более его поверхностей, показанные как рисунок радужной оболочки, элемент 921, и как элементы 931 на виде в сечении 930 вдоль линии 915. An ophthalmic device may have structural and cosmetic aspects, including stabilization elements 950 and 960, which may be suitable for setting the orientation of the device on the user's eye and for properly centering the device. Essentially, the annular device may have printed drawings printed on one or more of its surfaces, shown as an iris, element 921, and as elements 931 in a sectional view 930 along line 915.

Устройство вставки может иметь систему визуализации на основе фотонных элементов на малом участке оптической зоны, как показано элементом 940. Как указано выше, в некоторых вариантах осуществления можно образовать систему визуализации 64×64 пикселей с размером приблизительно 0,5 мм × 0,5 мм. На виде в сечении можно видеть, что элемент 940 может представлять собой компонент для проецирования фотонов, который может содержать элементы фотонных излучателей; растровое устройство управления оптическим пропусканием EWOD, источник света или множество источников света и электронные компоненты для управления данными элементами. Систему визуализации на основе фотонных элементов можно закрепить на линзовой системе 950 и соединить с компонентом кольцевой вставки через шину питания и передачи данных 941.The insertion device may have a visualization system based on photonic elements in a small portion of the optical zone, as shown by element 940. As indicated above, in some embodiments, a 64 × 64 pixel visualization system with a size of approximately 0.5 mm × 0.5 mm can be formed. In a sectional view, it can be seen that the element 940 may be a component for projecting photons, which may contain elements of photonic emitters; an EWOD raster optical transmission control device, a light source or a plurality of light sources, and electronic components for controlling these elements. A visualization system based on photonic elements can be mounted on a lens system 950 and connected to a component of the annular insert through a power and data bus 941.

В некоторых вариантах осуществления линзовая система может быть образована из статических линзовых компонентов, которые фокусируют формируемое системой визуализации изображение ближнего поля в фиксированное место в пространстве относительно тела офтальмологического устройства. В других вариантах осуществления линзовая система также может включать в себя активные компоненты. Например, можно использовать устройство менисковой линзы с множеством участков электродов как для трансляционного перемещения центра спроецированного изображения, так и для регулирования фокусной силы устройства для изменения фокусного расстояния и по сути размера проецируемого изображения. Линзовое устройство может иметь свои собственные электронные компоненты управления, или в альтернативном варианте осуществления оно может управляться и получать питание либо от компонента визуализации на основе фотонных элементов, либо от устройства кольцевой вставки, либо от обоих вариантов.In some embodiments, the lens system may be formed from static lens components that focus the image of the near field generated by the imaging system into a fixed place in space relative to the body of the ophthalmic device. In other embodiments, the lens system may also include active components. For example, a meniscus lens device with a plurality of electrode portions can be used both for translationally moving the center of the projected image, and for adjusting the focal power of the device to change the focal length and essentially the size of the projected image. The lens device may have its own electronic control components, or in an alternative embodiment, it can be controlled and receive power either from a photon-based imaging component, or from an annular insertion device, or from both.

В некоторых вариантах осуществления устройство отображения может представлять собой проекционную систему из 64×64 пикселей, но большее или меньшее количество пикселей также легко попадают в объем настоящего изобретения, и их количество может быть ограничено размером элементов пикселей и самого офтальмологического устройства. Устройство отображения можно применять для отображения растровых текстовых данных, данных изображения или визуальных данных. В некоторых вариантах осуществления линзовую систему можно использовать для увеличения эффективного размера пикселя устройства отображения путем растеризации проекционной системы по глазу пользователя во время отображения данных. Устройство отображения может быть по сути монохромным или в альтернативном варианте осуществления может обеспечивать диапазон отображаемых цветов на основе множества источников света. Отображаемые данные можно передавать на офтальмологическую линзу с внешнего источника, либо данные могут генерироваться самим офтальмологическим устройством, например, на основе датчиков или компонентов памяти. В некоторых случаях данные могут поступать как с внешних источников через каналы передачи данных, так и генерироваться в самом офтальмологическом устройстве.In some embodiments, the display device may be a projection system of 64 × 64 pixels, but more or fewer pixels also easily fall within the scope of the present invention, and their number may be limited by the size of the pixel elements and the ophthalmic device itself. A display device can be used to display raster text data, image data, or visual data. In some embodiments, the implementation of the lens system can be used to increase the effective pixel size of the display device by rasterizing the projection system according to the user's eye during data display. The display device may be substantially monochrome, or in an alternative embodiment, may provide a range of displayed colors based on multiple light sources. The displayed data can be transmitted to the ophthalmic lens from an external source, or the data can be generated by the ophthalmic device itself, for example, based on sensors or memory components. In some cases, data can come from external sources through data channels, or be generated in the ophthalmic device itself.

Claims

1. An ophthalmic device located on the eye or in the eye for projecting light into the eye, comprising:

at least a first photon emitter for receiving light and transmitting at least a portion of the received light;

at least a first light source for providing light;

an electronic component that provides an electrical potential to the light source; and

a battery that provides energy to at least the electronic component, the size and shape of the battery allowing it to be used between the surface of the eye and the eyelid of the user when used.

2. The ophthalmic device according to claim 1, in which:

the first photon emitter is formed of a semiconductor material.

3. The ophthalmic device according to claim 2, in which:

The semiconductor material is silicon.

4. The ophthalmic device according to claim 3, in which:

the first photon emitter further comprises a resistive heating element.

5. The ophthalmic device according to claim 1, in which:

the first light source is an LED.

6. The ophthalmic device according to claim 1, in which:

the first radiation source is a laser.

7. The ophthalmic device according to claim 1, additionally containing:

raster system of light modulation.

8. The ophthalmic device according to claim 7, in which:

the raster system of light modulation contains a surface area, which may have free surface energy, which changes when an electric field is created by the application of the potential that covers the surface area.

9. An ophthalmic device located on the eye or in the eye for projecting light into the eye, comprising:

inside the ophthalmological device, a projection system containing:

a photon emitter for receiving and transmitting at least a portion of the received light, a light source for providing light, a light modulation element and a lens element;

at least a first battery located inside an ophthalmic device;

an electronic circuit that controls, from within the ophthalmic device, a communication protocol for wireless communication with a signal source located outside the ophthalmic device;

An electronic circuit that processes data in a format for transmission to a projection system.

10. The ophthalmic device according to claim 9, in which:

when using parts of an ophthalmic device are located in close proximity to the surface of the user's eyes.

11. The ophthalmic device of claim 10, in which:

the projection system projects data in the form of text.

12. The ophthalmic device of claim 10, in which:

the projection system projects data in the form of images.

13. The ophthalmic device of claim 10, in which:

the projection system projects data in the form of a video.

14. The ophthalmic device of claim 10, in which:

the lens element is a fixed focal length lens.

15. The ophthalmic device of claim 10, in which:

the lens element is a zoom lens.

16. The ophthalmic device according to clause 15, in which:

a zoom lens is a meniscus lens.

17. The ophthalmic device of claim 10, wherein the data is projected onto the retina of the user.

18. The ophthalmic device according to item 12, in which the size of the projected image in the target image plane is less than one square centimeter.

19. The ophthalmic device of claim 10, in which:

the light source contains more than one solid-state light emitting element.

20. The ophthalmic device according to claim 19, in which:

the first solid-state light emitting element has a central radiation wavelength that corresponds to red;

the second solid-state light emitting element has a central radiation wavelength that corresponds to green; and

the third solid-state light-emitting element has a central emission wavelength that corresponds to blue.

21. An ophthalmic device for projecting light into the eye, comprising:

projection system containing:

a photon emitter for receiving light and transmitting at least a portion of the received light, wherein the photon emitter comprises a resistive heater part, a radiation source for providing light and a lens element;

at least a first battery located inside an ophthalmic device;

an electronic circuit that controls, from within the ophthalmic device, a communication protocol for wireless communication with a signal source located outside the ophthalmic device; and

an electronic circuit that processes the data in a format for transmission to the projection system, wherein the projection system encodes the data as a phase characteristic of the emitted light.